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            技術(shù)文章

            水滴角測(cè)量儀接觸角測(cè)量儀采用Young-Laplace方程擬合對(duì)比實(shí)驗(yàn)

            技術(shù)文章

            接觸角測(cè)量儀/水滴角量儀只有采用了Young-Laplace方程擬合算法的測(cè)試儀器才能視為真正意義上的“接觸角”測(cè)量儀。相應(yīng)的,如果是僅采用了圓擬合或橢圓擬合的儀器,僅僅為數(shù)碼量角器而與“接觸角”的界面化學(xué)測(cè)量存在一定的區(qū)別。至于量角法或量角法、5點(diǎn)擬合法等等算法則是非常落后的算法,基本沒有人使用。

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀的Young-Laplace方程擬合法從理論上來講是可以覆蓋0-180度的接觸角測(cè)量范圍的,但是,由于接觸角測(cè)值事實(shí)上不能停留在理論上,必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)值的檢驗(yàn)。當(dāng)接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀的概念明確為具有Young-Laplace方程擬合技術(shù)后,導(dǎo)致部分不良商家沒有這個(gè)功能或采用了偽Young-Laplace方程算法(如橢圓及其變化方法等),卻宣稱具有Young-Laplace方程擬合技術(shù)。為此,我們對(duì)主流的接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀廠家的Young-Laplace方程擬合技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的圖片為真實(shí)的液滴圖像而不是標(biāo)準(zhǔn)玻璃片。通過分析實(shí)際的液滴在固體表面形成的接觸角圖片,可以實(shí)現(xiàn):分析軟件的邊緣識(shí)別能力、計(jì)算能力、算法的優(yōu)缺點(diǎn)等;

            如下為測(cè)試數(shù)據(jù),供參考:

            序號(hào)中國產(chǎn)儀器
            Young-Laplace方程擬合
            德系Young-Laplace
            方程擬合
            ADSA-RealDrop橢圓擬合說明
            106.36.4016.2國產(chǎn)接觸角儀無法計(jì)算 橢圓擬合無效,本行顯示結(jié)果為圓擬合時(shí)的結(jié)果
            216.1112.113.48216.169 
            354.0643.140.77939中國產(chǎn)接觸角儀和德國的算法均出現(xiàn)了明顯的擬合重合度失真
            472.6568.968.84169.3擬合效果好的時(shí)候 ADSA-RealDrop與德國的Young-Laplace基本一致
            588.8582.583.84682.2ADSA-RealDrop分辨出了左、右接觸角角度值有差異
            6107.14103.399.572101.4德國的擬合曲線向真實(shí)液滴輪廓線內(nèi)側(cè)偏差
            7106.49124123.902118.5水平線位置有雜點(diǎn),國產(chǎn)的接觸角儀無法擬合上圖像
            8145.01147.5142.942139.3德國接觸角儀右側(cè)擬合出現(xiàn)的明顯的向真實(shí)液滴輪廓內(nèi)側(cè)的偏差
            9131.73155144.199145.1國產(chǎn)的接觸角儀擬合失效,
            德國的接觸角儀Young-Laplace方程擬合明顯出現(xiàn)偏向真實(shí)液滴輪廓內(nèi)側(cè)
            100163.8159.259151.1德國接觸角儀擬合出現(xiàn)的明顯的向真實(shí)液滴輪廓內(nèi)側(cè)的偏差
            110405.6169.593150.9國產(chǎn)接觸角儀無法識(shí)別出邊緣

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀測(cè)試數(shù)據(jù)

             中國產(chǎn)儀器
            Young-Laplace方程擬合
            德系Young-Laplace
            方程擬合
            ADSA-RealDrop橢圓擬合

            1

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            0

             

            6.3

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            6.401

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            6.2

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            2

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            16.11

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            12.1

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            13.482

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            16.169

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

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            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            54.06

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            43.1

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            40.779

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

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            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

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            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

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            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            68.9

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            68.841

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            69.3

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

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            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            88.85

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            82.5

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            83.846

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

             

            82.2

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            6

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            107.14

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            103.3

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            99.572

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            101.4

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            7

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            106.49

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            124

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            123.902

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            118.5

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            8

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            145.01

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            147.5

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            142.942

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            139.3

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

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            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            131.73

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            155

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            144.199

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            145.1

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            10

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            0

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            163.8

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            159.259

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            151.1

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            11

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            0

             

            405.6

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            169.593

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

            150.9

            接觸角測(cè)量儀/水滴角測(cè)量儀

             

            如上圖片可以下載后察看具體的擬合效果。

             

            通過如上對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn):

            1、國產(chǎn)的接觸角測(cè)量儀采用的Young-Laplace方程算法與真正的Young-Laplace方程算法的測(cè)值結(jié)果存在一定的誤差;

            2、國產(chǎn)的接觸角測(cè)量儀采用的邊緣查找算法會(huì)挑圖片,部分圖片無法識(shí)別邊緣,部分圖片邊緣識(shí)別率低;

            3、國產(chǎn)的接觸角測(cè)量儀有的擬合Young-Laplace方程的成功率一般,10張圖片中有2張無法擬合,2張擬合出錯(cuò);

            4、德國的接觸角測(cè)量儀擬合Young-Laplace為第二代算法,只能擬合軸對(duì)稱的圖像,無法識(shí)別出圖像的左、右非軸對(duì)稱性以及接觸角滯后的化學(xué)多樣性;

            5、在擬合效果理想時(shí),德國的Young-Laplace方程擬合算法與ADSA-RealDrop(阿莎)算法基本一致;

            6、德國的接觸角測(cè)量儀擬合Young-Laplace算法時(shí)很容易出現(xiàn)擬合線向真實(shí)輪廓線內(nèi)側(cè)偏差的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致接觸角測(cè)值偏大;

            7、阿莎ADSA-RealDrop算法分析如上隨機(jī)的圖片時(shí)效率,擬合度;

            8、阿莎ADSA-RealDrop算法為真正應(yīng)用于3D接觸角測(cè)試的算法。

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